應(yīng)用血流向量成像評(píng)價(jià)AMI患者PCI術(shù)前術(shù)后左室渦流變化特點(diǎn)

陳曉旭，張玲，符穎

·超聲影像學(xué)·

應(yīng)用血流向量成像評(píng)價(jià)AMI患者PCI術(shù)前術(shù)后左室渦流變化特點(diǎn)

陳曉旭，張玲，符穎

目的應(yīng)用血流向量成像(VFM)技術(shù)評(píng)價(jià)急性心肌梗死(AMI)患者經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(PCI)術(shù)前、術(shù)后左心室收縮期渦流狀態(tài)變化。方法選擇健康檢查者25例(正常對(duì)照組)和AMI患者30例(AMI組)，分別對(duì)健康檢查者和AMI患者PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月行超聲心動(dòng)圖檢查，采集連續(xù)三個(gè)心動(dòng)周期標(biāo)準(zhǔn)三切面彩色血流動(dòng)態(tài)圖，分析左心室收縮期渦流橫徑、縱徑、橫向、縱向位置及最大向量速度，比較渦流在正常對(duì)照組、AMI組術(shù)前、術(shù)后的變化并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果與正常對(duì)照組相比，AMI組術(shù)前左心室收縮早期渦流縱徑增大[分別為(27.08±4.37)和(21.64±5.41)min，P<0.05]，最大向量速度減小[分別為(25.23±8.42)和(32.83±12.23)cm/s，P<0.05]。術(shù)后1個(gè)月AMI組渦流流量、強(qiáng)度、最大向量速度較術(shù)前增加(P<0.05)。結(jié)論健康成人左心室收縮期渦流遵循一定的規(guī)律，AMI患者左室收縮期渦流不規(guī)則，導(dǎo)致能量的損耗，PCI術(shù)后患者的渦流狀態(tài)有所改善。VFM技術(shù)為評(píng)價(jià)急性心肌梗死患者及PCI術(shù)前、術(shù)后心腔內(nèi)血流變化提供了一種新途徑。

心肌梗死；血流向量成像；放射學(xué)，介入性；超聲檢查

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是威脅人類健康的重要心臟疾病，經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(percutaneous coronary intervention,PCI)后患者的心功能可得到明顯改善。針對(duì)急性心肌梗死患者PCI術(shù)前后的心功能評(píng)價(jià)，目前常采用射血分?jǐn)?shù)、心電圖和超聲心動(dòng)圖等方法。血流向量成像(vector flow mapping,VFM)是一種基于流體動(dòng)力學(xué)原理的能夠評(píng)價(jià)心腔內(nèi)血流狀態(tài)的技術(shù)[1]，在彩色多普勒超聲圖像的基礎(chǔ)上，利用斷層攝影技術(shù)，顯示血流并進(jìn)行定量分析[2]。VFM作為一種新的評(píng)價(jià)心腔血流狀態(tài)的技術(shù)，已經(jīng)成為科學(xué)研究的新方向[3]，然而在研究急性心肌梗死患者PCI術(shù)前、術(shù)后心腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)上卻應(yīng)用較少。本研究利用VFM技術(shù)評(píng)估急性心肌梗死患者PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月左心室收縮期渦流狀態(tài)的變化，旨在從血流動(dòng)力學(xué)角度對(duì)心功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

材料與方法

1.研究對(duì)象

急性心肌梗死組(AMI組)：隨機(jī)選擇2012年7月-12月我院心內(nèi)科經(jīng)確診的急性心肌梗死患者30例，其中男18例，女12例，年齡39～75歲，平均(52.5±10.2)歲。根據(jù)患者的臨床癥狀、心肌酶譜、心電圖檢查及超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果確診為急性心肌梗死。入選患者均行冠狀動(dòng)脈造影術(shù)篩選病變動(dòng)脈，于確診后24 h內(nèi)行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有心臟瓣膜病、先心病、心肌疾病、心律失常等疾病者。

正常對(duì)照組：選擇2012年7月-12月在我院體檢的健康體檢者25例，其中男12例，女13例，年齡42～67歲，平均(54.2±7.5)歲。入選者均經(jīng)體檢、心內(nèi)科常規(guī)檢查確認(rèn)排除各種心臟疾病。正常對(duì)照組所有成員均為竇性心律，臨床心功能NYHA分級(jí)Ⅰ級(jí)。

2.儀器與檢查方法

超聲檢查采用日本Aloka公司的prosound α10彩色多普勒超聲成像儀，PA52105探頭，頻率2.0～5.0 MHz，后期采用VFM軟件DAS-RS1工作站進(jìn)行脫機(jī)分析。所有受檢者均采取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步進(jìn)行心電圖、常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查。檢查項(xiàng)目為左心室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end systolic diameter,LVESD)、左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic,LVEDD)；采用雙平面Simpson法檢測(cè)左心室收縮末容積(left ventricular end systolic volume,LVESV)、左心室舒張末容積(left ventricular end diastolie volume，LVEDV)、左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)。然后探頭置于心尖，待顯示標(biāo)準(zhǔn)心尖三腔切面后，調(diào)節(jié)取樣框，使其包括左心室流入道、流出道及左心室心腔。調(diào)節(jié)彩色增益和標(biāo)尺，幀頻(30±5)幀 /s，采集儲(chǔ)存連續(xù)三個(gè)心動(dòng)周期的彩色動(dòng)態(tài)血流圖。

3.圖像分析

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入DAS-RS1 2.0工作站，啟動(dòng)VFM圖像分析系統(tǒng)。使用速度向量圖、流線圖、渦流圖等方法顯示左心室各心動(dòng)時(shí)相的血流狀態(tài)。設(shè)置漩渦精細(xì)度值T=1，流量線值D =3 cm2/s，測(cè)量左心室內(nèi)各項(xiàng)渦流參數(shù)包括渦流橫向位置、渦流縱向位置、渦流最大橫徑、渦流最大縱徑以及渦流強(qiáng)度。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié)果

1.正常對(duì)照組與AMI組PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月基本情況和常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果

和正常對(duì)照組相比，AMI組患者左心室收縮末期內(nèi)徑、舒張末期內(nèi)徑、收縮末容積、舒張末容積等指標(biāo)均顯著增大(P<0.05)，射血分?jǐn)?shù)顯著減小(P<0.05)。PCI術(shù)后AMI患者各項(xiàng)指標(biāo)較PCI術(shù)前差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，與對(duì)照組比較各參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1)。

表1 正常對(duì)照組與AMI組PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢測(cè)參數(shù)比較

2.AMI組患者PCI術(shù)前、術(shù)后左心室收縮期血流流場(chǎng)演變規(guī)律和渦流參數(shù)的變化

在渦流模式下，AMI組患者左心室收縮早期，二尖瓣下延續(xù)舒張末期的慣性運(yùn)動(dòng)的紅色血流信號(hào)與主動(dòng)脈瓣流出道流向主動(dòng)脈的藍(lán)色血流信號(hào)形成了不規(guī)則的渦流(圖1a)。與對(duì)照組的健康檢查者相比，渦流中心的橫向位置更靠近左心室后側(cè)壁基底部(P<0.05)，縱向位置更靠近心尖部(P<0.05)，渦流縱徑增大(P<0.05)而橫徑無(wú)明顯變化，最大向量速度、流量和渦流強(qiáng)度均減小(P<0.05，表2、3)。收縮中晚期時(shí)，流入道的血流繼續(xù)向心尖部運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)而流向主動(dòng)脈，渦流緩慢減小，持續(xù)至收縮期結(jié)束。PCI術(shù)后1個(gè)月患者左心室內(nèi)不規(guī)則渦流消失，呈現(xiàn)出形態(tài)較規(guī)則的渦流。與術(shù)前比較，術(shù)后渦流的橫向位置向前間隔側(cè)靠近(圖1b)，渦流縱徑顯著減小，渦流的流量、強(qiáng)度、最大向量速度和術(shù)前相比都有所增加，其與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與術(shù)前相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05，表2、3)。收縮早期的左心室渦流，血流加速流向主動(dòng)脈方向，而收縮中晚期在二尖瓣下方以層流的方式流向主動(dòng)脈，流速逐漸減緩。

圖1 急性心肌梗死患者PCI術(shù)前、術(shù)后左心室收縮期渦流圖。a) PCI術(shù)前左心室收縮期渦流圖; b) PCI術(shù)后左心室收縮期渦流圖。

表2 兩組PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月收縮早期渦流參數(shù)

表3 正常對(duì)照組和AMI組PCI術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月收縮早期渦流參數(shù)比較

討論

急性心肌梗死作為嚴(yán)重威脅人類健康的疾病，它所導(dǎo)致的心功能異常，最終都表現(xiàn)為心腔內(nèi)血流流場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)改變[4-6]，因此探索心腔內(nèi)的血流流場(chǎng)變化規(guī)律對(duì)研究心臟疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制有著重要意義。新近開(kāi)發(fā)出的VFM技術(shù)是在彩色多普勒成像基礎(chǔ)上，模擬三維流場(chǎng)分布[7]，在觀測(cè)平面內(nèi)能夠觀察到血流速度中的可進(jìn)出基本流和封閉的渦流，并運(yùn)用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出兩者的速度分量、速度向量[8]，進(jìn)而觀察心腔內(nèi)的血流變化狀態(tài)。研究顯示，健康成年人左心室在等容收縮期時(shí)出現(xiàn)“風(fēng)箱樣”運(yùn)動(dòng)，室壁動(dòng)力使血流具有了一定的初速度，由心尖段至基底段流出，因此在左心室腔內(nèi)形成了一個(gè)加速渦流[9]，促進(jìn)二尖瓣順利關(guān)閉，渦流的整體狀態(tài)直接影響心臟能量的轉(zhuǎn)化、傳遞[10]。

本研究對(duì)健康對(duì)照組成員進(jìn)行VFM檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)收縮早期的心室腔內(nèi)形成的范圍較大的渦流，使得二尖瓣處于安全的關(guān)閉狀態(tài)，血流能夠順利地流向主動(dòng)脈；而收縮中晚期時(shí)，血流由心尖段指向主動(dòng)脈段，以層流方式流入主動(dòng)脈，渦流也逐漸減小消失，這與國(guó)內(nèi)外的其他報(bào)道結(jié)果相一致[11]，提示收縮早、中晚期的不同血流方式保證了心臟泵血的正常進(jìn)行。通過(guò)與對(duì)照組的比較發(fā)現(xiàn)，AMI患者左心室各項(xiàng)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)(LVESD、LVEDD、LVESV、LVEDV)顯著增大，射血分?jǐn)?shù)顯著減小，左心室收縮期可見(jiàn)流向主動(dòng)脈的血流和由于慣性向心尖流動(dòng)的血流匯成不規(guī)則的整體渦流，渦流中心的橫向位置更靠近后側(cè)基底部，縱向位置更靠近心尖部，縱徑增大[(21.64±5.41)和(27.08±4.37)mm]、最大向量速度[(32.83±12.23)和(25.23±8.42)cm/s]、流量[(17.06±2.64)和(14.52±5.03)ml]和渦流強(qiáng)度[(19.85±2.65)和 (16.82±4.48) s-1]均減小，出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因可能是由于冠狀動(dòng)脈阻塞導(dǎo)致心肌部分缺血梗死，導(dǎo)致室壁運(yùn)動(dòng)的不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)功能障礙，從而使心腔內(nèi)的血流受力不均勻[12]。左室室壁運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使腔內(nèi)壓力上升緩慢，室壁推進(jìn)血流向流出道的作用減弱，導(dǎo)致渦流的中心位置改變，渦流減小緩慢，血流淤滯于心腔，心臟能量的傳遞和轉(zhuǎn)化受到相應(yīng)的影響[13]，所以渦流的最大向量速度和渦流強(qiáng)度下降。PCI術(shù)后1個(gè)月，AMI患者超聲心動(dòng)圖各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)，收縮期渦流變得規(guī)則、有序，渦流流量、強(qiáng)度及向量速度都有不同程度增加，早期加速流向主動(dòng)脈，收縮中晚期以層流方式進(jìn)入主動(dòng)脈。PCI術(shù)使堵塞的冠狀動(dòng)脈再通，心肌恢復(fù)充足的血液供應(yīng)，收縮能力得到改善，渦流變規(guī)則，血流趨于穩(wěn)定，減少了能量損耗[14]。然而，VFM同樣存在無(wú)法回避的局限：由于一些高速血流信號(hào)在心腔中會(huì)出現(xiàn)混疊，導(dǎo)致速度信息丟失，而一些低速信號(hào)又很難清楚地顯示，導(dǎo)致VFM很難應(yīng)用于那些高速分流以及低速血流的評(píng)估。

綜上所述，VFM技術(shù)能夠無(wú)創(chuàng)地檢測(cè)心室腔內(nèi)的血流運(yùn)動(dòng)特征，為進(jìn)一步深入研究心腔血流狀態(tài)對(duì)心功能的影響奠定基礎(chǔ)；該技術(shù)在投入早期應(yīng)用的同時(shí)，仍然存在一些局限性，如用二維平面觀察三維立體血流流場(chǎng)，不能在線實(shí)時(shí)分析等。本研究利用VFM技術(shù)顯示AMI患者左心室收縮期血流運(yùn)動(dòng)有異于健康成人，且PCI術(shù)后血流狀態(tài)有所改善，這些結(jié)論為今后的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

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《中國(guó)介入影像與治療學(xué)》雜志2014年征訂啟事

《中國(guó)介入影像與治療學(xué)》雜志創(chuàng)刊于2004年，是由中國(guó)科學(xué)院主管，中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所主辦，中國(guó)工程院醫(yī)藥衛(wèi)生工程學(xué)部協(xié)辦的國(guó)家級(jí)學(xué)術(shù)期刊，主編為鄒英華教授?？?hào)：ISSN 1672-8475，CN 11-5213/R。是中國(guó)精品科技期刊、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊(中國(guó)科技核心期刊)、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)核心期刊、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)全文收錄期刊、荷蘭《醫(yī)學(xué)文摘》收錄源期刊、俄羅斯《文摘雜志》收錄源期刊、波蘭《哥白尼索引》收錄源期刊。

《中國(guó)介入影像與治療學(xué)》雜志以報(bào)道介入影像與治療學(xué)、介入超聲學(xué)、介入材料學(xué)、藥物學(xué)與護(hù)理學(xué)等方面的臨床研究、基礎(chǔ)研究以及醫(yī)、理、工結(jié)合的成果與新進(jìn)展為主，在學(xué)術(shù)上追求高起點(diǎn)、創(chuàng)新性；在技術(shù)上追求先進(jìn)性、實(shí)用性和規(guī)范化；信息報(bào)導(dǎo)上追求真實(shí)性、時(shí)效性、可讀性。本刊是介入影像、治療學(xué)工作者學(xué)習(xí)、交流的園地，也是圖書(shū)館必備的學(xué)術(shù)刊物。

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EvaluationofvortexinleftventricleduringsystolicphaseinpatientswithacutemyocardialinfarctionbyvectorflowmappingbeforeandafterPCI

CHEN Xiao-xu,ZhANG Ling,FU Ying.

Qiqihar Medical College Affiliated Fifth Hospital Daqing Longnan Hospital Physical Diagnosis Branch,Heilongjiang 163453,P.R.China

Objective：To evaluate the characteristics of vortex in the left ventricle (LV) of patients, who suffered from acute myocardial infarction (AMI),before and after PCI by using vector flow mapping (VFM).MethodsThirty patients with acute myocardial infarction were examined by two-dimensional echocardiography before and after PCI and twenty-five healthy people were examined as well.The apical three-chamber color Doppler images in three sequent cardiac cycles were collected and the parameters of the left ventricular systolic vortex including vortex width,length,transverse,depth position,maximum vector speed were analyzed by VFM,and the differences of vortex were compared between the normal group and patients with acute myocardial infarction before and after PCI.ResultsIn the early systolic stage, longitudinal diameter was longer in patients with acute myocardial infarction than that of healthy persons (27.08±4.37 vs 21.64±5.41,P<0.05),vortex maximum speed was reduced (25.23±8.42 vs 32.83±12.23,P<0.05),the vortex flow and strength were reduced,vortex maximum speed was increased after PCI (P<0.05).ConclusionThere are some regularities of the vortex which are followed in the healthy persons and those in the patients with acute myocardial infarction are irregular,which would make the energy loss.In this study,the results suggest that the parameters of vortex are ameliorated after PCI,which provide a new approach to estimate hemodynamic change of the heart before and after PCI for further research.

Myocardial infarction；Vector flow mapping；Radiology,interventional；Ultrasonography

163453 黑龍江，大慶市齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院第五附屬醫(yī)院大慶龍南醫(yī)院物理診斷科

陳曉旭(1969-)，女，黑龍江人，主治醫(yī)師，主要從事心臟超聲診斷工作。

R541.9; R445.1

A

1000-0313(2014)05-0567-04

2013-11-12

2014-02-19)